Mikrorobotai, pagaminti iš dumblių, perneša chemiją tiesiai į plaučių navikus, pagerindami vėžio gydymą

Mikrorobotai, pagaminti iš dumblių, perneša chemiją tiesiai į plaučių navikus, pagerindami vėžio gydymą

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Navikai, kurie keliauja į plaučius, arba plaučių metastazės yra didžiulis iššūkis vėžio gydymo srityje. Įprasta chemoterapija dažnai nepasiseka, nes ji neveiksminga. Jis nėra tiesiogiai nukreiptas į plaučius ir nesikaupia pakankamai didelės koncentracijos, kad nužudytų navikus.

Mano kolegos ir aš iš Wang laboratorijos ir Zhang tyrimų grupės Kalifornijos universitete, San Diege, pastaruosius penkerius metus praleidome kurdami biohibridinius mikrorobotus – mažyčius objektus, pagamintus iš natūralių ir sintetinių medžiagų, kurie gali būti naudojami medicinoje.

Neseniai paskelbtame tyrime sukūrėme žaliųjų mikrodumblių pagrindu sukurtą biohibridinį mikrorobotą, kuris gali chemoterapiją tiesiai į plaučius ir gydyti plaučių metastazes.

Dumblių vaistų pristatymas

Sintetiniai mikrorobotai paprastai gaminami iš standžių metalinių arba polimerinių konstrukcijų, kurias sunku pagaminti. Jie negali pasiekti tam tikrų organų ir audinių ir gali būti toksiški žmonėms.

Mikrodumbliai įveikia šiuos rūpesčius. Pavyzdžiui, mikrodumbliai gali judėti savarankiškai, naudodami į plaukus panašią priedą, vadinamą žvyneliais, kad prasiskverbtų per organus, tokius kaip plaučiai. Jie yra mažiau toksiški nei kiti mikroorganizmai. Jie taip pat yra pigesni ir lengviau gaminami.

Mūsų biohibridinis mikrorobotas, vadinamas dumblių-NP(DOX)-robotu, sujungia mikroskopinius, gyvus žalius mikrodumblius, dažniausiai naudojamus farmacijoje, Chlamydomonas reinhardtii, su nanodalelėmis, padengtomis raudonųjų kraujo kūnelių membranomis. Ląstelių membranos veikia kaip natūralus „kamufliažas“, kad padidintų mikrorobotų biologinį suderinamumą ir apsaugotų jį nuo paciento imuninės sistemos atakų. Nanodalelėse yra įprastas chemoterapijos vaistas, vadinamas doksorubicinu.

Mes išbandėme savo dumblių pagrindu veikiančius mikrorobotus su pelėmis, turinčiomis metastazių plaučiuose. Įvedę šiuos dumblių pagrindu veikiančius mikrorobotus per trachėją, galėtume pernešti vaistą tiesiai į plaučius ir sumažinti šalutinį poveikį kitiems organams. Patekęs į plaučius, mūsų dumblių pagrindu sukurtas mikrorobotas gali plaukti ir paskirstyti vaistą po plaučių audinį. Tai taip pat gali išvengti plaučių imuninių ląstelių sunaikinimo, todėl vaistas palaipsniui išsiskiria iš nanodalelių.






Palyginti su laisvu vaistu ir statinėmis vaistų pakrautomis nanodalelėmis, kurios negali judėti pačios, mūsų biohibridiniai mikrorobotai kaupėsi didesnėmis koncentracijomis ir ilgiau išliko plaučiuose.

Veiksmingiau teikdami chemoterapiją į sergančius plaučių audinius, mūsų biohibridiniai mikrorobotai žymiai pagerino gydymo rezultatus, sumažindami plaučių navikus ir pailgindami gydytų pelių išgyvenamumą. Pelių, gydytų mūsų dumblių pagrindu pagamintais mikrorobotais, vidutinis išgyvenamumas pailgėjo 40 %, todėl išgyvenamumas pailgėjo nuo 27 iki 37 dienų.

Imuninės ląstelės galiausiai suskaido mikrorobotus į netoksiškus komponentus ir visiškai pašalina juos iš organizmo.

Bioinžinerijos gydymas

Mūsų išvados rodo, kad biohibridiniai mikrorobotai yra galingas būdas tiekti vaistus į plaučius plaučių ligoms gydyti.

Anksčiau naudojome žaliųjų mikrodumblių mikrorobotų platformą ūminei plaučių pneumonijai gydyti. Dabar daugiausia dėmesio skiriame kitų sudėtingų su plaučiais susijusių ligų, tokių kaip cistinė fibrozė ir idiopatinė plaučių fibrozė, gydymui.

Taip pat stengiamės sukurti būdą, kaip efektyviau ir neinvaziškai pristatyti mūsų biohibridinius mikrorobotus. Papildomų judesio valdymo strategijų, tokių kaip magnetinis valdymas arba ultragarsinis gaudymas, integravimas gali padidinti vaistų kaupimąsi konkrečiose kūno vietose.

Praeis šiek tiek laiko, kol klinikoje pasirodys mūsų biohibridiniai mikrorobotai. Tačiau apskritai gyvų mikrodumblių derinimas su ląstelių membrana padengtomis nanodalelėmis, kad būtų tiekiami vaistai, gali padėti pamatus bioinžineriniam vėžio gydymui.

Šis straipsnis iš naujo paskelbtas iš The Conversation pagal Creative Commons licenciją. Skaitykite originalų straipsnį.